Hoogst gewijzigde asfaltbindmiddel en verminderde laagdikten.

Hoogst gewijzigde asfaltbindmiddel en verminderde laagdikten.

Het gebruik van high-polymeer gemodificeerd asfalt bindmiddel voor coating (TOFMS) kan de dikte van de bekledingslaag met behoud of hoger dan de prestatie van krachtigere asfaltlagen met gebruikelijke bekledingen ook bij zeer intensief. Deze resultaten kwamen Nationaal Centrum voor asfalt Technology (NCAT) na het testen.

De vierde cyclus van het onderzoek (2009-2012), op de NCAT testcircuit in Auburn, Alabama, Verenigde Staten, blijkt dat de experimentele polygoon afdelingen ondergebracht asfalt op basis van HDI spoordiepte gemiddeld 1/3 minder dan in het regelsegment route (laagdikte op regelsegment 18% hoger dan in de experimentele). Het segment met de asfalt-gebaseerde VMPS en stuursegment waren voorzien van een coating, vervaardigd in een fabricageproces Superave [1].

De testresultaten werden gepubliceerd in de conferentie over het bereik (28-29 februari 2012) in het Hotel at Auburn University en Dixon Conference Center, Auburn, Alabama.

Research Opportunities stortplaats

NCAT testbaan werd in 2000 gebouwd. De lengte - 2.7 km, de vorm van de weg - een ellips. Doel van de route - de versnelde proef op de segmenten van 60 meter, waardoor de slijtage voor de gehele levensduur te volgen wordt gemodelleerd voor 2 jaar. Test sites kunnen ingenieurs en onderzoekers te meten, registreren en analyseren van de reacties op grote lasten te dekken met het oog op meer efficiënte en effectieve coatings te ontwikkelen.

Plots zijn bedoeld voor studies zoals sponsors zoals de Federal Road Administration (FHWA), en de staat afdelingen van het transport particuliere bedrijven testen mengsels voor de wegenbouw bedekkingen op elke cyclus. Bouw, exploitatie en onderzoek op het terrein worden gefinancierd door de gezamenlijke inspanningen van de agentschappen en particuliere bedrijven, die elk hun eigen onderzoeksprogramma uitvoert.

Doel van recente onderzoekscyclus constructiestaal en oppervlaktecoating. Voorbereiding van de studie omvatten reconstructie of vosstanovlenie17 etappen (in totaal 46). Een van hen was de N7 site waarop het asfalt werd gelegd op basis van HDI, de technologie die is ontwikkeld door de sponsor afdeling van het bedrijf Kraton Performance Polymers.

De duur van elke studie cyclus - drie jaar. Gedurende deze tijd, het mogelijk om websites te bouwen of te herbouwen, tot een periode van twee jaar, de doorstroming van het goederenvervoer te simuleren, analyseren van de gegevens en verslagen op te stellen. Op dit moment op de site gepland voor de vijfde reeks van studies in het kader van die zullen worden verwijderd ongebruikte secties (voorjaar 2012) en de bouw van nieuwe (late zomer 2012). Start beweging van de stortplaats is gepland om te presteren in augustus 2012.

Extreme stress, zware beproevingen

De simulatie wordt uitgevoerd onder de volgende programma: veelhoek op deze gedeelten 10 miljoen cycli equivalent van 8,2 m berekende axiale belasting (ESAL) gedurende 2 jaar. Vrachtwagens actief beweging in twee ploegen. Deze 8-as 70 ton trucks met aanhangwagens die continue beweging dagelijks verricht 5,00-23,00. Elk van de vijf vrachtwagens passeren ongeveer 1100 km per dag.

Om te testen op de site te vergemakkelijken vond een andere accessoires: thermistors geïnstalleerd op verschillende diepten asfaltverharding en aangesloten op de automatische weerstation op de site. Deze data helpt om de werkomstandigheden van elk van de sites te evalueren. Reactie op de lading dekken wordt gemeten met rekstrookjes en drukopnemers geïnstalleerd op bepaalde diepte. Draadloos netwerk in het spoor geïnstalleerd, biedt high-speed data naar de belangrijkste server.

Wekelijks NCAT controles met behulp van een inertiële profiler met dubbele laser scanning meetinstrument spoorbreedte: gemeten ruwheid van elk wiel pad makrotekstura rechterwiel pad volgen elk wiel op elke testinterval. En andere maatregelen genomen: non-destructieve dichtheid contrasten en profielen. Elke week botsproef vallend gewicht deflectometer en, evenals in kaart brengen van het oppervlak barsten. Een keer per maand, de wrijving tests uitgevoerd (met behulp van full-size wrijving registrar). De tests op de integriteit en permeabiliteit worden gehouden een keer per kwartaal. Bemonstering voor het bepalen seal elke bekledingslaag is ook gemaakt per kwartaal.

De correlatie tussen metingen van parameters in het laboratorium als in het veld te vereenvoudigen, NCAT personeel selecteert een groot deel van het mengsel in de fabriek tijdens de bouw van elk proefgebied vervolgens gebruikt een mengsel voor de bereiding van monsters voor laboratoriumtests. Zo wordt het mengsel gedurende de basislaag onderworpen aan vermoeiing testbelasting (sticks monsters) en tegenfase belasting. Het mengsel voor de bovenlaag wordt getest om de dynamische modulus, stroombaarheidsproef analysator asfaltbestrating en gekartelde wiel-eenheid voor het berekenen van de weerstand tegen blijvende vervorming te bepalen. Mengsel voor de bovenlaag ook ervaring superpositie test voor kruipende vervorming en treksterkte energieverhouding. Dit alles stelt ons in staat om het potentieel van het mengsel vast te kraken.

Studie van structurele parameters

In het vierde testcyclus bestaat NCAT uitgebreid onderzoek plots (sponsors verder onderzoek begonnen eerder), onderzoeksgebieden met coatings van nieuwe melanges, structurele studies. Wederopbouw en het herstel van de 17 sites werden in augustus 2009 heeft de aannemer door de resultaten van de wedstrijd aangewezen voltooid. Onder deze zes gebieden die zij zijn ontworpen voor structurele beproeving, gesponsord door het ministerie van Verkeer van de zes staten. Onder hen zijn het bedrijf Kraton sectie. Coatings zijn gemaakt op de afdelingen technologie Superpave hete asfaltmengsels. Laagdikte structurele proef varieerde van 175 mm tot 140 mm (deel Kraton Company) in delen van 225 mm (waarvan meer dan 150 mm - van het basismateriaal en hoge dichtheid stijf substraat). Het gehele bitumen, gebruikt voor de reconstructie van de coating bevatte 0,5% protivozadirochnoy toevoegsel.

De coating op het gedeelte van Kraton (N7) is gemaakt met behulp TOFMS, de dikte van laag - 140 mm. Het bindmiddel 7,5% gemodificeerd styreen-butadieen-styreen- (SBS) polymeer. Het regelgedeelte heeft een dikte van 175 mm, zijn de bovenste twee lagen gemaakt met 3% SBS-polymeer.

Federale overheid weg bevestigt de voordelen van polymeermodificatie

Bindmiddelen, gemodificeerde polymeren, bijvoorbeeld ternaire copolymeer SBS vinden toenemende toepassing bij de vervaardiging van zware (federale regering informatie op autosnelwegen). Het technisch rapport van september 2010 [2] De Administratie merkt op dat de gemodificeerde bindmiddel meer elastisch en heeft een hoge stijfheid eigenschappen (viscositeit) bij lage en hoge temperaturen, die zijn beter geschikt voor de specificaties van hoogwaardige bindmiddelen voor asfalt graad Superpave [3] . Deze specificaties zijn gekoppeld aan het milieu en de toestand van de wegen van een bepaald object. Het polymeer gemodificeerde bindmiddelen zijn algemeen geclassificeerd en worden gebruikt in die gevallen waarin de index PG (niveau bij lage temperatuur + kwaliteit bij hoge temperatuur) hoger is dan 90 (bijv., PG 70-22).

Voorts het rapport toont de voordelen van polymeren met "Enigszins dure zuivere bindmiddelen voor asfalt, polymeer gemodificeerde bindmiddelen in hete mengsels duidelijke toename kenmerken - minimale spoorvorming, minder vermoeidheid barsten, verminderde kraken onder invloed van temperatuur, - in het bijzonder in een hoge belastingen en moeilijke klimatologische omstandigheden. Afhankelijk van de kosten en prestaties die het concrete gebied (d.w.z. geografische omstandigheden), kan de waarde op basis van mengsels van polymeer gemodificeerde cementgebonden levenscyclus aanzienlijk lager dan de kosten van mengsels met niet-gemodificeerde bindmiddel. '

Het rapport zegt ook dat de ervaring van de werking van dergelijke bekledingen positief is, en dat, aangezien het ten goede verandert, in overeenstemming met de ontwikkeling van de technologie.

Overwinnen van de beperkingen die polymeren en tot dunne asfaltverhardingslagen

Company Kraton Performance Polymers DGVC ontwikkelde technologie om de sterkte van de coating en de weerstand tegen spoorvorming, kuilen en scheuren terwijl het verminderen van de dikte van de coating te verbeteren.

Voor de veldproeven met dit product de vennootschap uitgegeven NCAT contract voor deklaag bouwen 140 mm in het gebied voor de studie cyclus N7 2009-2012.

De inhoud van de SBS-gemodificeerd polymeer (7,5%) die in de samenstelling van het bindmiddel 1,5-2 maal de gebruikelijke hoeveelheid polymeer gebruikt voor het bindmiddel wijzigingen.

Indien de hoeveelheid polymeer in het bindmiddel boven dit niveau, de viscositeit van het bindmiddel toe zodat het mengsel erg moeilijk te produceren en zijn zeer moeilijk te worden gelegd op het object. Bedrijf ontwikkelde Kraton D0243 SBS-polymeer, die kan worden gemengd met asfalt bindmiddel in een hoeveelheid van 7,5% en meer, zonder de viscositeit van het bindmiddel.

Ontwikkeling van een nieuw polymeer is een voortzetting van de werkzaamheden in 2004 begonnen door onderzoekers samen met deskundigen traffic engineering lab aan de Technische Universiteit Delft (Nederland), de grootste en oudste State Technical University. Het hoofddoel van de onderzoekers zet de volgende: nagaan of het mogelijk is om de levensduur van het wegdek basislagen verhogen met het SBS-gemodificeerde en / of de dikte van de asfaltverharding verminderen.

Onderzoek- - testen van asfaltmonsters vermoeidheid en stijfheid door buigen vier punten, gecompliceerde mechanische trekproef en compressie. We evalueren de verschillende types van polymeer (SBS) en de verschillende concentraties. Vermoeidheid tests toonden aan dat aanzienlijke veranderingen in de eigenschappen van asfaltmengsels meer van SBS-polymeer vereist. Dienovereenkomstig is het doel van de laatste fase van het testen begon met bindmiddelen SBS gehalte van 6% en 7,5%.

Gecompliceerde mechanische testen van asfaltmengsels vertoonden verbeterde prestaties mengsels, SBS gemodificeerd in vergelijking met het ongemodificeerde verbindingen. De resultaten toonden ook verschillen in propagatie van vernieling (geaccumuleerde onomkeerbare vervormingen) voor bekledingen op basis van gemodificeerde en ongemodificeerde bindmiddel. Zelfs een dunnere bekledingslaag (150 mm) van SBS-gemodificeerd asfalt schade die in het volume 4 keer minder dan de 250 mm dikke laag ongemodificeerd asfalt. Ongewijzigd is, krachtiger, de coating toonde 4,5 keer meer onomkeerbare vervorming dan dunne coating van een gemodificeerd asfalt.

Bouw N7 segment, in vergelijking met de controlegroep percelen

De coating op het segment N7 testplaats werden geconstrueerd uit 3 lagen warme mengsel (tabel 1). Nominale basislaag (55 mm) en de middenlaag (55 mm) werden vervaardigd uit een mengsel van deeltjes met een diameter van 19 mm graniet. Het bovenvel (30 mm) gemaakt van een mengsel van graniet (9,5 mm). De drie lagen van het mengsel op basis van gemodificeerde bindmiddel met een gehalte van 7,5% SBS. Formulering mengsel verdichting en andere parameters komen overeen met het controlegedeelte (alleen verschillen in het bindmiddelmateriaal en laagdikte).

Bekleden S9 controlegebied een totale dikte van 175 mm en bestaan uit drie lagen - de basis van 75 mm, een middenlaag van 70 mm en een toplaag van 30 mm (Tabel 2). Bovenste en middelste lagen worden gemaakt van het mengsel onder toepassing van een bindmiddel gemodificeerd met 3% SBS. Op de test en controle plaatsen SUPERPAVE mengsel bereid volgens de werkwijze volgens [1] met hetzelfde materiaal, maar de dekkingsgraad N7 18% dunner dan de controle plot S9, ded bindmiddel - HIMA plaats PG 76-22 (in de standaard gebruikte grondstuk) . Beide sites zijn gebouwd op de harde doek.

Resultaat: minder dieptemeter

Transportation testen op de site werd voltooid in september 2011, wanneer de belasting is 10 miljoen. Cycles gelijk aan de berekende stuwkracht werd uitgevoerd. NCAT personeel had onderzocht deskundige studies en de gegevens heeft verzameld. Op een conferentie in februari 2012, in aanvulling op andere gegevens werden gepresenteerd informatie over de gemiddelde spanning op de weg wieltje (peilen Onderwijs):

- een besturingsgedeelte S9 vervorming gecoate dikte van 175 mm 7,1 mm. On N7 gedeelte (hima) bekleed dikte 144 mm spoordiepte was 2,2 mm.

- Kaart Locatie scheuren bij N7 toonde geen breuk van de coating. Analyse NCAT geconfigureerd op basis van de actuele belasting gegevens en berekeningen op basis van de metingen en het uithoudingsvermogen vermoeiingsgrens monsters als een kubus, is gebleken dat de vermoeiingssterkte N7 bedekkingsgedeelte aanzienlijk verbeterd. Bovendien kan bekledingseigenschappen beter dan de controle plot, waaronder positie en propagatie van vermoeidheidsscheuren van onderaf worden.

Herstel van het beschadigde gedeelte met een mengsel op basis van Hima

Mogelijkheid om de dikte van een asfaltlaag te verminderen en tegelijkertijd hoge prestaties - een van de voordelen HIMA bindmiddel en bleek op het aangrenzende gedeelte van de testplaats.

De plot is de N8, die wordt gesponsord door het Department of Transportation van Oklahoma, werd beschadigd tijdens het onderzoek cyclus 2009-2012. Het was niet de eerste blessure, opgenomen op de site.

Aan het einde van een cyclus van studies van 2006-2009. het gebied werd opgemerkt uitgebreide scheurvorming door vermoeiing. Op de bouwplaats N8 aannemer gelegd laagdikte van 250 mm tot 1,2 m van slechte kwaliteit web, die verschilden van de starre blad aan de controle deel.

Op de bouw Department of Transportation van Oklahoma vroeg de NCAT gebruikte als een blad specifiek bodemtype, bodemeigenschappen vergelijkbaar in Oklahoma, bekend om haar lage draagkracht. De bekleding werd vernietigd en het beschadigde gedeelte is hersteld: 125 mm werden gesneden uit de toplaag in plaats daarvan werd een mengsel van dezelfde samenstelling geplaatst. Gerecycled laag ook ingestort, dit keer in slechts 8 maanden van onderzoek cyclus 2009-2012. In deze experimentele hoofdstukken 6 en 4 privé gesponsord kraken stortplaatsen zijn geïdentificeerd.

Na toediening plaats opnieuw fractuur NCAT merkte de goede prestaties van de aangrenzende werkgebied N7 en voorgestelde toepassing voor de reparatieplaats N8 mengsel op basis HIMA bindmiddel dat het gedrag op de beschadigde plaats zou onderzoeken.

Vertegenwoordigers van de Department of Transportation Oklahoma overeengekomen om Breng het mengsel op de site N7 echter voor de basislaag, een mengsel van deeltjes met een diameter van 9,5 mm (samenstelling vergelijkbaar met de samenstelling van het mengsel voor de bovenste laag, maar met een 55 mm dik). Bij de reconstructie van 145 mm werd gesneden beschadigd coatings, beschadigde basislaag ongeveer 105 mm overbleef. Dan 145 mm werd gelegd op basis van een nieuw mengsel Hima.

Nadat het oppervlak nieuw trucks weer reden door het gerepareerde gedeelte van het segment N8 en NCAT inrichtingen begon opnieuw opnemen van gegevens op een proefveld.

In september 2011, wanneer de verkeersbelasting op 4 cycli werd vastgesteld diepte N8 gedeelte vervorming bij 2,7 mm. In een directe vergelijking blijkt dat na de initiële baan en significant herstel scheuren gevormd na 4 Mill. Cycli equivalente axiale belasting, terwijl na het aanbrengen van een reparatie hima bindmiddel geen scheuren, minimale spoorbreedte na 5,7 molen. Equivalente axiale belastingscycli . Het ministerie van Verkeer en Waterstaat zal blijven Oklahoma sponsoren deze site tijdens de cyclus in 2012-2014. bewaken van de eigenschappen van de bekleding.

conclusie

Het is aangetoond dat het gebruik van hoog molecuulgewicht gemodificeerd polymeer bindmiddel in het asfaltmengsel vermindert de dikte van de bekleding ook bij extreme belasting. Dit zal ontvangen kenmerken vertonen die vergelijkbaar of beter dan die van de ongemodificeerde mengsels bereid op eenzelfde materiaal en een vergelijkbare deeltjesgrootte.

Experimentele bekleding van het hete mengsel met hima polymeer binnen 2 jaar onderhevig aan zware verkeersbelasting overeenkomstig de testomstandigheden, en gedurende deze tijd werd waargenomen minder dan 1/3 van het spanningsniveau op een krachtigere vaste bekledingslaag op het besturingsgedeelte.

Hima Het polymeer werd ook gebruikt in de bouw van gereduceerde laagdikte om het beschadigde gedeelte van de pilot te herstellen. Er was ook een duidelijke meter minder diep dan de controle plot.

Uitstekende post-test en het feit dat in gebieden gebouwd met behulp van Hima polymeer, aan de huidige tijd is niet vast scheuren, het geeft ons hoop dat de nieuwe technologie de traditionele zal overtreffen, met inbegrip van, in het aspect van vermoeiingsscheur voortplanting van beneden naar boven.

Artikel: hoogst gewijzigde asfalt bindmiddel en verminderde coating diktes.

Apkalimov Denis, LLC "EPC" Rotor "